Instrumentação e Observação de Obras

Código:

EC0047

Sigla:

IOOB

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Materiais

Ocorrência: 2011/2012 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Secção de Materiais de Construção
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Civil

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEC	10	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	5	-	5	52,5	133

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

JUSTIFICAÇÃO:
A Observação de Obras é um meio cada vez mais reconhecido como essencial para a avaliação do seu comportamento e da sua segurança estrutural. A consciencialização dos efeitos económicos e sociais determinados pelo envelhecimento das estruturas, deterioração e avarias, associada aos recentes desenvolvimentos tecnológicos na área da instrumentação leva a um crescente desenvolvimento e aplicação de sistemas de observação frequente ou contínua para o aumento da vida útil ou definição de estratégias de reparação.

OBJECTIVOS:
Transmitir conhecimentos básicos relacionados com a utilização de equipamentos de ensaio para observação do comportamento de novos materiais e estruturas em diversas fases da construção.
Apresentar as técnicas não destrutivas utilizadas no diagnóstico e na avaliação da segurança estrutural.
Realçar a importância da Observação mediante a apresentação de diversos “case studies”.

COMPETÊNCIAS E RESULTADOS DA APRENDIZAGEM:
Conhecimento: Descrever os principais sistemas de medição e equipamentos automáticos de aquisição transmissão de sinal, definir as suas especificações os seus campos de aplicação em obra. Identificar e relacionar os diferentes ensaios e técnicas não destrutivas para caracterização de novos materiais e para diagnóstico de avarias estruturais.
Compreensão: Interpretar e avaliar os elementos que fazem parte de projetos de monitorização estrutural. Selecionar os instrumentos associados identificando o seu desempenho em termos de funcionalidade, eficácia e economia.
Aplicação: Aplicação dos diferentes sistemas e instrumentação de ensaio na caracterização de novos materiais e na observação da integridade estrutural, identificando e comparando a sua adequação em relação aos objetivos pretendidos.
Análise: Analisar e criticar projetos de inspeção. Relacionar os resultados obtidos por diferentes metodologias de avaliação.
Síntese: Propor novas metodologias e sistemas para avaliação da integridade estrutural e aumento da vida útil.
Avaliação: Criticar as metodologias utilizadas e antever estratégias de avaliação e diagnóstico.
Projeto em Engenharia: Lidar com situações reais de monitorização e avaliar de forma crítica a informação associada.
Investigação em Engenharia: Explorar e desenvolver novos instrumentos de avaliação estrutural.
Prática em Engenharia: Contactar e participar em casos reais de observação/diagnóstico.

Programa

1. Introdução - Apresentação da disciplina e seu modo de funcionamento. Motivação dos alunos para uma participação e discussão crítica das matérias transmitidas nas aulas.
Técnicas e métodos utilizados na análise experimental e a sua aplicação à observação de obras de engenharia civil.
2. Metrologia dimensional. Qualidade da medição. Incerteza e erro. Erros aleatórios e erros sistemáticos. Correção da medida. Instrumentação de medição. Cadeia de medição Transdutores e sensores. Tipos e características: Sensibilidade, linearidade, gama, repetibilidade, exatidão, tempo de resposta, resolução, estabilidade.
3. Medição de deformações, forças e temperaturas. Tipos de transdutores: mecânicos, elétricos, óticos e acústicos.
Transdutores de deslocamento: capacitivos, indutivos (LVDT) e potenciométricos. Princípio de funcionamento e características específicas.
Medição de extensões. Extensómetros mecânicos elétricos e de corda vibrante. Extensometria elétrica de resistência. Circuito de medição em Ponte de Wheatstone. Diferentes configurações de extensómetros em ponte. Sensibilidade do circuito. Efeito da temperatura e do comprimento dos cabos de ligação nas medições.
Medição de forças. Transdutores mecânicos, elétricos Células de carga resistivas. Tipos de configurações.
Medição de temperaturas. Termo-pares e transdutores resistivos.
Sistemas automáticos de aquisição e registo de medições.
4. Observação de obras. Plano de observação. Metodologias especiais utilizadas na observação. Inspeção de obras e técnicas de avaliação estrutural e diagnóstico de avarias. Ensaios não destrutivos. Ensaios de carga em obras de arte e em edifícios: definição da instrumentação, das secções a instrumentar e dos casos de carga. Interpretação dos resultados. Medição da velocidade de propagação de ultrassons. Métodos radioativos e métodos eletromagnéticos. Apresentação de "case-studies".
5. Técnicas de observação dinâmica de estruturas. Caracterização de um sistema de excitação e medição de vibrações em estruturas. Aplicações mais comuns do ponto de vista de caracterização de ambientes vibratórios, do ponto de vista da integridade estrutural ou do conforto humano.
Conceitos básicos de Análise e Processamento de Sinal. Erros de "leakage" e de "aliasing". Obtenção de estimativas espectrais simples e médias. Estimativa de funções de transferência. Introdução à Identificação Modal Input-Output. Realização de Ensaios de Vibração Ambiental. Apresentação de exemplos de aplicação, tendo em vista a calibração e validação experimental de modelos numéricos.

Conteúdo científico – 40%
Conteúdo tecnológico – 60%.

DEMONSTRAÇÃO DA COERÊNCIA DOS CONTEÚDOS PROGRAMÁTICOS COM OS OBJETIVOS DA UNIDADE CURRICULAR:

A Observação de Obras é um meio cada vez mais reconhecido como essencial para a avaliação do seu comportamento e da sua segurança estrutural. A consciencialização dos efeitos económicos e sociais determinados pelo envelhecimento das estruturas, deterioração e avarias, associada aos recentes desenvolvimentos tecnológicos na área da instrumentação leva a um crescente desenvolvimento e aplicação de sistemas de observação frequente ou contínua para o aumento da vida útil ou definição de estratégias de reparação.

Observações Bibliográficas

Bibliografia fornecida aos estudantes em suporte digital, colocada na página da UC.

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

- Aulas teóricas de exposição e discussão sobre as matérias apresentadas e afins, com projeção de slides disponibilizados na página da UC e esclarecimento de questões levantadas pelos estudantes.
- Aulas teórico-práticas com realização de trabalhos individuais ou de grupo. Exemplificação das matérias expostas nas aulas teóricas com realização de ensaios em Laboratório com aplicação de diferentes transdutores e sistemas de medição e registo. Discussão e interpretação crítica dos resultados.

DEMONSTRAÇÃO DA COERÊNCIA DAS METODOLOGIAS DE ENSINO COM OS OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM DA UNIDADE CURRICULAR:

Aplicação dos diferentes sistemas e instrumentação de ensaio na caracterização de novos materiais e na observação da integridade estrutural, identificando e comparando a sua adequação em relação aos objetivos pretendidos. Analisar e criticar projetos de inspeção. Relacionar os resultados obtidos por diferentes metodologias de avaliação. Propor novas metodologias e sistemas para avaliação da integridade estrutural e aumento da vida útil. Criticar as metodologias utilizadas e antever estratégias de avaliação e diagnóstico. Lidar com situações reais de monitorização e avaliar de forma crítica a informação associada. Explorar e desenvolver novos instrumentos de avaliação estrutural. Contactar e participar em casos reais de observação/diagnóstico.

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia civil > Engenharia estrutural
Ciências Tecnológicas > Tecnologia > Tecnologia da instrumentação

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	49,00
Problema prático nº 1	Teste	10,00		2011-12-16
Problema prático nº 2	Teste	10,00		2011-12-16
Exame final	Exame	3,00
	Total:	-	0,00

Componentes de Ocupação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Data Conclusão
Estudo	Estudo autónomo	31
	Total:	31,00

Obtenção de frequência

As referidas nas Normas de Avaliação da FEUP em relação à assiduidade.

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação final será a média ponderada das classificações obtidas na componente “Avaliação Distribuída” e na componente “Exame Final”. Os coeficientes de ponderação são 0.15 e 0.85, respetivamente. A classificação final é arredondada às unidades.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

REGRAS ESPECIAIS PARA ESTUDANTES DA MOBILIDADE:
Nos exames escritos, exercícios e trabalhos práticos os estudantes poderão usar uma das seguintes línguas: Português, Inglês, Espanhol ou Francês.

Observações

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Tempo de trabalho estimado fora das aulas: 4horas